Question

【題目】NiCl2是化工合成中最重要的鎳源，在實驗室中模擬工業上利用金屬鎳廢料（含鎳、鐵、鋁）生產氯化鎳晶體(NiCl2·6H2O)流程如下：

下表列出了相關金屬離子生產氫氧化物沉淀的pH：

氫氧化物	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Ni(OH)2	Al(OH)3
開始沉淀的pH	7.6	2.7	7.1	3.7
沉淀完全的pH	9.6	3.7	9.2	4.7

回答下列問題：

(1)加入H2O2氧化時發生反應的離子方程式為______，調pH的范圍為_______，若調pH=6，則溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=________。（已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38）

(2)濾液A的溶質主要是_______。

(3)操作①的實驗方法依次是_________、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

Answer 1

【答案】2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1 10000：1 NaCl和Na2CO3 蒸發濃縮

【解析】

利用金屬鎳廢料(含鎳、鐵、鋁)生產氯化鎳晶體(NiCl26H2O)，由流程可知，加鹽酸酸浸后的酸性溶液中主要含有Ni2+、Cl-，還含有少量Fe2+、Al3+，加入過氧化氫，氧化Fe2+為Fe3+，加入Na2CO3溶液調節溶液的pH，使Fe3+、Al3+全部沉淀，濾渣A為Fe(OH)3和Al(OH)3，再向濾液中加入Na2CO3溶液可以沉淀Ni2+得NiCO3，濾液A含NaCl和Na2CO3，將NiCO3再溶于鹽酸，得NiCl2溶液，操作①為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥，操作②為重結晶，將得到的氯化鎳晶體重新溶解，再進行結晶，從而得到NiCl26H2O，以此來解答。

(1) H2O2具有強的氧化性，加入H2O2氧化，可將溶液中的Fe2+轉化為Fe3+，該反應離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；第一次加入Na2CO3溶液調pH的目的是將Fe3+和Al3+都轉化為金屬氫氧化物，形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去，而Ni2+不能沉淀，結合表中數據可知pH的范圍是4.7≤pH<7.1；當溶液的pH=6時，Fe(OH)3和Al(OH)3都沉淀完全，由于二者的化合物構型相同，所以溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=Ksp[Al(OH)3]：Ksp[Fe(OH)3]=( 1×10-34)：(1×10-38)=10000：1；

(2)第二次加Na2CO3沉鎳，過濾，得到濾液A的溶質主要是NaCl和Na2CO3；

(3)操作①的實驗方法是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。